Les sources de lumière électriques domestiques

Les sources de lumière électriques domestiques

Cette animation explique les caractéristiques des sources de lumières domestiques, des ampoules traditionnelles aux DEL.

Technologie

Mots clés

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Scènes

Sources de lumière électriques

  • ampoule à incandescence - Le filament de tungstène luit quand il est traversé par du courant électrique, émettant de la lumière. Sa durée de vie est d'environ 1000 heures.
  • lampe à incandescence halogène - Son principe de fonctionnement est le même que celui des ampoules à incandescence traditionnelles, mais sa durée de vie est plus longue. Cela est dû au fait que l'ampoule contient des atomes halogènes, qui renvoient les atomes de tungstène en évaporation vers le filament. Sa durée de vie est d'environ 1500 à 5000 heures.
  • tube fluorescent compact - Il est rempli de gaz nobles et d'atomes de mercure. Les atomes de mercure émettent des photons UV qui sont absorbés par l'enveloppe fluorescente du tube qui émet des photons visibles à la place. Sa durée de vie est d'environ 10000 heures (10 fois la durée du vie des ampoules à incandescence).
  • DEL - Les diodes émettrices de lumière sont très économiques et possèdent une grande durée de vie d'environ 100 000 heures (100 fois la durée de vie des ampoules à incandescence traditionnelles).

Ampoule à incandescence

Dans les ampoules à incandescence traditionnelles, un filament de tungstène émet de la lumière, qui luit quand il est traversé par du courant électrique. Le courant électrique fait vibrer les atomes de tungstène et leur fait relâcher une partie de leur énergie de vibration en émettant des photons.
L'ampoule de verre est remplie de gaz inerte: les gaz nobles ou azotes, parce que si le filament de tungstène était exposé à l'oxygène présent dans l'air, il brûlerait instantanément après l'allumage. Les ampoules à incandescence sont peu efficaces énergétiquement, seulement 2% de l'énergie consommée est visible comme lumière. Leur durée de vie est d'environ 1000 heures.

Lampe halogène

Le principe de fonctionnement d'une lampe halogène est le même que celui des ampoules à incandescence traditionnelles: un filament de tungstène luit quand il est traversé par du courant, émettant ainsi la lumière. Leur durée de vie est plus longue que celle des ampoules à incandescence, car les gaz nobles qui remplissent l'ampoule contiennent des atomes halogènes. Les atomes de tungstène qui se sont évaporés à cause de la chaleur se lient à des atomes halogènes; les atomes halogénures de tungstène qui résultent proches du filament se cassent sous l'effet de la chaleur, et le tungstène est déposé sur le filament.

Cela ralentit l'amincissement du filament et augmente la durée du vie de l'ampoule. La température du filament peut également être augmentée, ce qui résulte en une meilleure efficacité énergétique.

Lampes à tube fluorescent compact

Dans les ampoules fluorescentes compactes, les électrodes émettent des électrons. Le tube est rempli de gaz nobes et d'atomes de mercure. Ceux ci sont excités par les électrons et émettent des photons invisibles UV à onde courte. La paroi interne du tube est couverte d'une enveloppe fluorescente qui absorbe les photons UV et relâche à la place des photons visibles.

Les atomes de mercure émettent des photons car les électrons les excitent, ils sont amenés à un niveau énergétique plus élevé et ensuite, en retombant, ils relâchent une partie de leur énergie sous forme de lumière UV. Cela est ensuite converti en lumière visible par l'enveloppe interne du tube.

Comparées aux ampoules à incandescence traditionnelles, les tubes fluorescents compacts perdent peu de chaleur, ils sont donc plus efficaces énergétiquement: un tube CFL de 20 Watts émet autant de lumière qu'une ampoule traditionnelle de 100W. Sa durée de vie est d'environ 10000 heures, 10 fois plus que la durée de vie d'une ampoule à incandescence.

DEL

  • DEL
  • ampoule à DEL
  • puce de DEL - Diode émettrice de lumière dans laquelle la source de lumière est un semi-conducteur. Elle émet de la lumière quand elle est traversée par du courant électrique.
  • boitier
  • +
  • -
  • douille
  • électronique
  • ampoule - Sa paroi interne est recouverte d'une enveloppe fluorescente. La lumière émise par la diode est de longueur d'onde courte, elle est donc colorée. La lumière est absorbée par l'enveloppe fluorescente, qui émet de la lumière blanche à la place. Dans les types plus anciens d'ampoules à DEL, des diodes blues, rouges et vertes étaient utilisées, le mélange de ces trois couleurs donnait de la lumière blanche.
  • puce de DEL - Afin d'augmenter la luminosité, de nombreuses puces DEL sont assemblées dans les ampoules à DEL. Une puce DEL est une diode émettrice de lumière où la source de lumière est un semi-conducteur. Elle émet de la lumière grâce à du courant électrique.
  • puce de DEL
  • couche semi-conductrice type-n
  • couche semi-conductrice type-p
  • "trous" chargés positivement
  • électron

Dans les ampoules à DEL, la lumière est émise par les puces DEL. Les ampoules à DEL utilisées pour l'éclairage intérieur contiennent plus de puces DEL afin d'être suffisamment lumineuses. Une puce DEL consiste en deux couches semi-conductrices qui contiennent des transporteurs de charge en mouvement libre. Dans la couche n, ceux ci sont les électrons, alors que dans la couche p ce sont des "trous" chargés positivement. Sous l'action du courant électrique les transporteurs de charge de déplacent, et quand les électrons rencontrent les trous, de l'énergie est libérée sous forme de photons.

Les diodes émettrices de lumière ont une durée de vie d'environ 100 000 heures, 100 fois la durée de vie des ampoules traditionnelles. Leur efficacité énergétique est très bonne, une ampoule à DEL de 4 watts émet autant de lumière qu'une ampoule à incandescence de 100W. Les ampoules à DEL offrent le type d'éclairage le plus économique et le plus respectueux de l'environnement.

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